[发明专利]一种激光轮轴识别系统及其识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能交通技术领域，特别是涉及一种激光轮轴识别系统及其识别方法。

背景技术

目前，识别车辆轮轴的装置被广泛的应用到交管部门进行治理超限超载运输和计重收费系统中，在交通管理、超载治理和进出口监管中起到了重要的作用。

识别车辆轮轴的方法和装置多采用技术比较成熟的轮轴识别器（压电式、石英式、应变计式传感器）。这些类型的轮轴识别器识别精度高，应变式轮轴识别器精度可高达99%，但施工和安装过程十分复杂，且都需安装在秤台主体上，还要考虑排水等因素；轮轴识别装置安装在秤台上，维护困难，维修时易损坏主要设备（秤台），花费较大；维护维修时，花费时间较长，严重影响正常的交通秩序，影响正常交通秩序，维护困难，主要设备易损坏，花费较大。

而目前现有的激光车型识别系统的功能是通过放置在道路两侧激光发射和接收装置去判断识别车辆形状，之后通过测试数据去计算得到被测车辆的信息。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种激光轮轴识别系统及其识别方法。

本发明的技术方案为：一种激光轮轴识别系统，包括：激光识别装置、数据处理单元和计算机终端处理器；

所述激光识别装置包括激光传感器、传感器保护罩、立柱和立柱底座，所述立柱上方预设高度设有传感器保护罩，所述传感器保护罩内设有激光传感器，所述立柱通过底部的立柱基座固定于地面；

所述激光传感器为反射接收装置，包含一个发射端和一个接收端，负责发射接收激光信号；

所述数据处理单元通过线路连接激光传感器和计算机终端处理器，所述激光传感器把接收到的信号传输至数据处理单元，数据处理单元对信号进行相应的数据计算和处理后，将处理后的信号传输至计算机终端处理器，计算机终端处理器进行后台数据处理和相应的特征提取，最终显示被测车型结构和轮胎结构。

进一步的，所述激光传感器的扫描范围是一个角度为96°，半径为其到车辆距离的垂直扇形区域。

进一步的，所述激光传感器包含红外激光二极管，发射的激光信号为红外脉冲激光。

进一步的，所述激光传感器发射的激光信号波长0.65um到0.9um,扫描频率为60Hz。

进一步的，所述激光识别装置设置在上秤台道路一侧，识别距离高达65m，实际探测范围为1.3m到5m。

进一步的，所述传感器保护罩通过螺丝固定在连接板上后用U型螺栓固定于立柱上，所述立柱通过立柱基座固定于地面。

进一步的，所述激光传感器距离地面高度为1.6m。

一种激光轮轴识别方法，其特征在于，该方法包含以下步骤:

第一步，激光传感器会一直持续发射光束，当被测车辆驶入激光传感器识别范围，发射的激光信号经被测车辆反射回来后，激光传感器接收反射信号，激光传感装置将信号传输给数据处理单元；

第二步，数据处理单元选用ARM嵌入式主板与扩展版进行数据处理，处理之后的信号经RS232串口传输至计算机终端处理器；

第三步，预先把车型的相关特性参数对应的有关轮胎结构、车轴数量存储在计算机终端处理器的存储器中，在控制器控制下，计算机终端处理器根据信号完成车型相关特性参数计算，再通过选址器从存储器中选出与被测车辆相关特性参数相对应的车型参数，完成车型识别，计算机终端处理器将显示出被测车辆的轮胎数量、车轴数量和车型。

进一步的，所述车型相关参数包括车轴数量和轮胎数量，所述车型相关参数计算方法具体为：

根据激光轮轴识别器发射、反射信号数据可以得到发射到接收反射信号的时间差△t，根据时间差△t可以得到传感器到车辆距离L，L=△t*V_激光；

所述激光识别器101发射的激光束发射时间间隔1/60s，激光识别器光束发射角度为96度，96度分为274个单元，每个单元0.35036度，一个单元产生一个反射距离数据L，发射一次会产生274个有效反射距离数据L，约574个字节；

L为极坐标数据，通过公式转换为直角坐标数据，故水平方向的距离为H=Lcosθ,垂直方向的距离为V=Lsinθ，θ为激光光束与水平夹角；随着激光光束垂直方向的变化，激光光束与水平夹角可以为θ，β……，传感器到车辆距离L为L₁，L₂……, 水平方向的距离H为H₁，H₂……,垂直方向的距离V为V₁,V₂……；